Назад: 3.4.1. Особенности фазового регулирования

3.4.2. Конструкция тиристорного выпрямителя ВДУ-505

Выше было показано, что на основе одной и той же силовой части тиристорного выпрямителя с помощью слаботочных цепей управления можно сформировать и жесткие, и крутопадающие характеристики, поэтому большинство тиристорных выпрямителей разработаны как универсальные. Рассмотрим конструкцию универсального выпрямителя ВДУ-505 («Электрик») (рис. 3.23).

Рис. 3.23. Выпрямитель ВДУ-505: а – упрощенная схема; б – крутопадающие характеристики; в – жесткие внешние характеристики

В его состав входят автоматический выключатель QF, пускатель К, силовой трансформатор Т, уравнительный реактор L1, силовой блок тиристоров VS1, линейный реактор L2, а также не показанные на схеме вентилятор и цепи управления. Силовой понижающий трансформатор Т имеет нормальное рассеяние, что позволяет применять его при формировании как жестких, так и крутопадающих характеристик. Силовой выпрямительный блок собран из тиристоров T-160-3 по шестифазной схеме с уравнительным реактором L1, обеспечивающий самую низкую токовую загрузку вентилей. Линейный реактор L2 предназначен для сглаживания выпрямленного тока, а при сварке в углекислом газе – для уменьшения разбрызгивания. При ручной сварке с крутопадающими характеристиками реактор L1 имеет максимальную индуктивность 0,5 мГн.

При механизированной сварке в углекислом газе с жесткими характеристиками его индуктивность меняется в зависимости от режима сварки следующим образом. При низких режимах наблюдается значительная пульсация выпрямленного тока, протекающего по рабочей обмотке ОР реактором L2, поэтому в обмотке управления ОУ создаются большие ЭДС и ток, замыкающийся по вентилям VS2 и VS3 и дуге. Система управления выпрямителем, собранная на интегральных микросхемах, показана на функциональной схеме (рис. 3.21).

Для получения крутопадающих характеристик 1, 2, 3 (рис.3.23,б) используется отрицательная обратная связь по току, одновременно с ней действует ОС по напряжению сети, что позволяет стабилизировать ток при колебаниях сетевого напряжения. При сварке с жесткими характеристиками 1, 2, 3 (рис.3.23,в) стабилизация напряжения обеспечивается ОС по сварочному и сетевому напряжению. Для получения небольшого заданного наклона характеристик используется ослабленная ОС по току. При отсутствии сварочного тока ОС по сварочному напряжению отключена, и тиристоры переходят к полнофазному включению (a = 0), что обеспечивает высокое U_xx при сварке на жестких характеристиках. В результате улучшается зажигание дуги и повышается устойчивость горения при малых токах.

Такую же схему имеют выпрямители ВДУ-506 и ВДУ-601. Ранее выпускался выпрямитель ВДУ-504, в отличие от ВДУ-505 он имел два диапазона регулирования напряжения при соединении первичных обмоток в звезду или треугольник, силовой реактор на две ступени индуктивности и схему управления на дискретных полупроводниковых элементах. Небольшие отличия имеются в конструкциях других универсальных выпрямителей. Так, выпрямитель ВДУ-305 имеет блок подпитки, выпрямитель ВДУ-1201, предназначенный для механизированной сварки, имеет шестифазную кольцевую схему выпрямления, собранную из тиристоров T-500 таблеточного типа.

Тиристорный сварочный выпрямитель ВДГ-601 предназначен для механизированной сварки в углекислом газе и имеет только жесткие характеристики. Его выпрямительный блок собран по шестифазной кольцевой схеме из тиристоров T-320, для подпитки используется маломощный вспомогательный выпрямитель с падающей характеристикой (см. рис.3.23,а). Выпрямитель предназначен для комплектации двухрежимного полуавтомата и позволяет дистанционно с пульта управления полуавтомата включить тот или иной из двух заранее настроенных режимов.

Сварочные свойства тиристорных выпрямителей предопределены принципом фазового управления. С одной стороны, фазовое управление приводит к пульсациям сварочного тока, с другой предоставляет возможность программного управления и быстрого реагирования на отклонения параметров режима от установленных значений.

Достоинства и недостатки тиристорных выпрямителей в части обеспечения сварочных свойств предопределены самим принципом фазового регулирования. Так, выпрямитель ВДУ-505 обеспечивает бесступенчатое плавное регулирование тока с очень высокой кратностью – около 10, и напряжения - около 3, благодаря чему он может быть использован для питания роботизированных сварочных постов. Однако при столь глубоком регулировании в результате увеличения пульсации при малых токах, безусловно, снижаются надежность зажигания, устойчивость горения дуги. С другой стороны, именно фазовое регулирование открывает новые возможности совершенствования сварочных свойств. Так, начальное зажигание дуги при сварке в углекислом газе от выпрямителя ВДУ-505 проходит достаточно надежно, поскольку U_xx может в 3…4 раза превышать настроенное сварочное напряжение. Начальное зажигание при ручной сварке с крутопадавшими характеристиками также можно улучшить, усиливая или ослабляя ОС по току так, чтобы отношение тока короткого замыкания к сварочному находилось в интервале 1,2…1,5. Перенос электродного металла при сварке в углекислом газе существенно улучшается при использовании реактора с автоматическим регулированием индуктивности (прил.6 и прил.7).

Далее: 3.4.3. Выпрямитель ВДУ-506 МТ